热工基础培训讲义

《热工基础培训讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、热工基础培训讲义第一章温度计量第一节温度和温标温度是表征物体冷热程度的物理量，是描述系统不同自由度之间能量分布状况的基本物理量，它是决定一系统是否与其它系统处于平衡的宏观性质。温度概念的建立和温度的测量都是以热平衡现象为基础的。为了判断温度的高低，只能借助于某种物质的某种特性（如体积、长度和电阻等）随温度变化的规律来测量，于是就会有形形色色的温度计。但是，迄今为止，还没有适应整个温度范围用的温度计（或物质）。比较理想的物质及相应的物理性质有：固体、液体、气体的热膨胀性质；导体或半导体受热后电阻值变化的性质；热电偶的热

2、电势和物体的热辐射。利用这些物理性质制成的测温仪表被广泛的应用着。此外，也应用了一些新的测温原理，如射流测温、涡流测温、激光测温等。温度是一个很重要的物理量，是国际单位制中7个基本单位之一。（长度米（m）、质量千克（kg）、时间秒（s）、电流安培（A）、热力学温度开尔文（K）、物质的量摩尔（mol）、发光强度坎德拉（cd）七个国际制基本单位。）在自然界任何物体的物理和化学性质都与温度有着密切的联系，如，水因温度降低而变成冰，又因温度升高而变为水蒸气，至于水的温度降低到什么程度才会结冰，什么程度才会变为水蒸气，这都需要

3、对温度进行测量。许多物理性质均与温度有密切的关系。如物质的电阻率、电导率、磁化率、比容率、膨胀系数、热电动势等都与温度有关；其他如各种气体的压强、声波在气体中的传播速度，以及各种液体、流体的密度、海水的盐度和空气的湿度等都随温度而变化。因而在科研和生产活动，甚至人们的日常生活中，都离不开温度。温度的特殊之处还在于必须有一个温标，给温度以数字表示。有了温标以后，人们就能比较不同时间、空间的各种温度量值。1.1温标温标是温度的数值表示方法，是用来衡量物体温度的尺度。它规定了温度读数的起点(零点)和测量温度的单位，各种温度

4、计的刻度值均由温标确定。常用的有摄氏温标、华氏温标、热力学温标和国际温标等。新疆维吾尔自治区计量测试研究院第65页共65页热工基础培训讲义一、摄氏温标和华氏温标摄氏温标是经验温标之一，亦称“百分温标”。温度符号为t，单位是摄氏度，国际代号是“℃”。分度方法是把标准大气压下水的冰点定为零度（0℃），把水的沸点定为100度（100℃），用这两个固定点分度玻璃水银温度计，在这两固定点间划分100等分，每一等分为摄氏一度，计为1℃。华氏温标是目前欧美一些国家采用的一种温度表示方法，规定标准大气压下纯水的冰点为32℉，沸点为2

5、12℉。华氏温标和摄氏温标的换算公式是：二、热力学温标(K)热力学温标是一种与工质无关的温标，它以热力学第二定律为基础，已由国际计量大会采纳作为国际统一的基本温标。热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度（单位为K）。三、国际温标第一个国际温标是1927年第七届国际计量大会决定采用的温标，称为“1927年国际温标”，记为ITS-27。此后大约每隔20年进行一次大修改。1954年国际计量大会决定把水三相点的热力学温度规定为273.16K，其单位为开尔文，符号为K。为了统一摄氏温标和热力学温标，1960年国际计量大会对摄

6、氏温标予以新的定义，规定它应由热力学温标导出，即　　t=T-273.15例如水的三相点温度，用国际实用摄氏度表示为0.01℃，用国际实用开尔文温度表示为0.01+273.15＝273.16K。目前，国际上通用的国际温标是1989年7月第77届国际计量委员会（CIPM）批准的新温标ITS-90，我国从1994年1月1日起实行新温标。ITS-90的热力学温度仍记作T，为了区别以前的温标，用“T90”代表新温标的热力学温度，其单位仍然是K。与此同时的摄氏温度记为t90，其单位是“℃”。T90与t90的关系是t90=T90-

7、273.15新疆维吾尔自治区计量测试研究院第65页共65页热工基础培训讲义1.1.3温标的建立国际实用温标的三要素•必须有在温度固定点上分度的标准器•必须有复现固定点的温度•必须确定各定义固定点温度间的内插公式一、固定点物质有三种不同的状态，即气态、液态和固态。这三种状态也被称为三相。相是系统中物理性质均匀的部分，这是物质分子集结的特定形态。在特定的温度和压力下，一种相可以转变为另一种相，即相变。物质在相变的过程中，会呈现二态和三态共存，而温度是恒定不变的。物质不同相之间的可复现的平衡温度称为固定温度点，简称固定点。

8、二、测温仪器固定点被确定后，要选定一种测温物质制成测温仪器，即温度计，作为实现温标的仪器。自然界许多物质的物理性质随温度的改变而发生变化，正确利用这些性质，就可以制造出不同用途的温度计。例如，利用水银的体积随温度变化而相应变化的特征，制造水银温度计；利用铂丝的电阻值随温度变化的特性，制成铂电阻温度计等。三、内插公式在固定点的温度值确定后，用来确